水泥除尘 水泥行业的超低排放技术解析！

总结

2013年，我国水泥行业粉尘排放量占全国总排放量的30%以上，是重污染行业之一。随着GB 4915-2013《水泥行业大气污染物排放标准》的颁布实施，污染物排放总量不断减少，水泥行业减排取得了一定成绩。对于水泥企业来说，满足“水泥窑及窑磨一体机烟气粉尘排放标准为30mg/Nm3，水泥磨及磨煤机烟气粉尘排放标准为20mg/Nm3”的要求并不困难。部分地区发布的地方标准比国家标准更严格，相关水泥企业也能达标，水泥行业有一定的减排潜力。水泥行业能否进一步提高标准，实现10mg/Nm3的超净排放目标？本文将从几个关键技术角度探讨如何实现水泥行业的超净粉尘排放目标。

目前，水泥行业粉尘治理的主要设备有袋式除尘器、静电除尘器和电袋复合除尘器，以及新型湿式静电除尘器。

(1)袋式过滤器。它是一种依靠滤料作为过滤材料来实现“气固”分离的除尘装置。其工作机理是含尘气体在通过滤布时，通过筛分、惯性、粘附、扩散和静电作用而被截留。

(2)静电除尘器。高压产生的强电场用于局部电离含尘气体，即产生电晕放电。含尘气体通过电场时，负离子与尘粒碰撞并附着其上，实现粉尘带电，气体中的尘粒在电场力的作用下被分离。

(3)电袋除尘器。电袋复合除尘器是静电除尘器和袋式除尘器的集合，其中粉尘被前方电场带电荷捕集，难以带电荷收集的剩余粉尘随烟气均匀进入滤袋区，经滤袋过滤完成烟气净化。

(4) wesp。集尘原理与干式静电除尘器相同，是用高压电晕放电对灰尘进行充电，充电后的灰尘在电场力的作用下到达集尘板/管。wesp除尘器与干式静电除尘器的区别在于，它采用耐腐蚀导电材料作为除尘器，或者采用喷水或溢流水形成的不导电非金属材料作为除尘器。因此，捕集效率高于干式静电除尘器。

从技术角度来看，除静电除尘器外，很难达到10mg/Nm3的超净排放目标。但从设备维护和稳定性来看，袋式除尘器是最可行的方案。因此，本文重点研究袋式除尘器实现10mg/Nm3超净排放的几项关键技术。

1袋式过滤器超净排放理念

开发具有超净排放功能的袋式除尘器，首先要讨论滤料的超净排放问题。滤料能否达到超净排放的目标，是吸尘器实现超净排放最关键的因素。当然，袋式除尘器的除尘机理不仅取决于滤袋的过滤性能，而且在滤袋收集了大部分灰尘后，还有一部分灰尘，即灰尘层，残留在滤料的内部和表面。它还通过粉尘层的筛分作用捕集粉尘，提高了过滤效率，也是袋式除尘器超净排放的重要理念。粉尘层越厚，粉尘排放浓度越低。因此，如何智能清洁灰尘，科学保留滤袋表面灰尘层的厚度，是实现超净排放的关键因素。此外，除尘器内气流的均匀分布对过滤性能也有一定的影响。如果气流分布不合理，局部气流速度会过快，该区域的逸出粉尘会增加，从而影响除尘器的排放浓度。除上述关键因素外，防止滤袋破损导致的意外排放，实现袋式除尘器意外排放的预警和自我处理，也是实现超净排放的关键技术。

2袋式除尘器超净排放的关键因素

2.1超净排放滤袋

袋式除尘器发展和普及的关键之一是滤料的发展。作为袋式除尘器的“核心”，其性能和质量直接关系到袋式除尘器的粉尘排放浓度。滤袋的性能和质量与过滤材料的结构、纤维形状、加工和后处理有关。从结构上看，市场上广泛采用膜滤料作为降低排放浓度的主要措施。膜过滤材料是在过滤材料表面涂覆聚四氟乙烯(PTFE)薄膜形成的一种过滤材料，能够高效过滤，具有良好的过滤性能。除了涂层过滤介质，多梯度滤袋也成为有效控制粉尘的新技术过滤介质。梯度滤料一般由四层组成，第一层梯度由微纤维组成，孔隙小，过滤性能好。大部分灰尘被截留在第一个梯度中，难以留在滤料内部，从而保证了滤料内部气流的顺畅，避免了使用滤料增加运行阻力的问题，保证了除尘效率。在滤料形状方面，在相同克重下，细旦纤维和异形纤维比普通纤维具有更高的比表面积，可以获得更好的过滤效率。这两种纤维在要求低排放浓度的水泥企业中应用广泛。此外，根据数据显示，最近开发的海岛纤维具有更高的比表面积和更好的过滤性能，因此海岛纤维也可以成为超净排放过滤材料的另一种选择。

2.2智能清灰系统

国内外常用的除尘控制方法有定时除尘和恒阻除尘。定时清灰是指根据预设的清灰周期和脉冲间隔控制清灰机构的动作。如果时间设置不合理，滤料的初始粉尘层不会形成，粉尘排放浓度会增加。恒阻清灰是根据除尘器的实际阻力来控制清灰。通常设定阻力的上限和下限。当阻力大于上限时，清灰系统根据内置程序开始循环清灰，直到阻力小于下限时停止清灰。两种模式不能调整清洗顺序。智能清灰系统将清灰程序与除尘器各袋室的阻力联系起来。根据各袋室的压差，由高到低吹气，以避免不必要的除尘动作，保护滤袋表面的粉尘层，减少超细粉尘的逸出。因此，采用智能清灰系统可以成为超净排放除尘器的首选。

2.3气流均匀分布系统

除尘器中各袋室和袋间气流的均匀性对过滤性能有一定的影响。目前，市场上经常使用CFD软件来计算和模拟除尘器内部的气流分布。通过不断模拟和调整袋室隔板的高度、气流分布板的角度和大小等参数。，将含尘气流组织成均匀分布并输送到除尘器的各个过滤单元，以促使各个滤袋的过滤负荷一致，保证各个过滤单元的流量偏差控制在10%以内，使整个除尘器的气流稳定、均匀分布，从而减少局部过量气流，提高除尘器的粉尘排放浓度。因此，完善除尘器的气流组织系统是除尘器实现超净排放的基本要求。

2.4事故排放预警及自我处理技术

在水泥企业中，滤袋时有损坏，不仅造成意外排放影响环境，还造成大量装袋的问题，造成可观的经济损失。针对这一问题，合肥水泥研究设计院环保小组通过大量的试验对比，预警和自我处理技术发现，破损的滤袋在除尘后有明显的峰值浓度，并迅速找到滤袋破损的袋室数量和具体位置。精确定位破袋位置后，控制系统自动释放应急塞，堵住滤袋口，避免滤袋损坏后灰尘逸出，防止周围滤袋的使用受到局部滤袋损坏的影响。

3结论理论

合肥水泥研究设计院承担了国家科技支撑项目“基于实测的水泥行业大气污染物排放规律研究及排放标准实施评价”。本项目的目标之一是把握水泥行业的减排潜力，为下一版《水泥行业大气污染物排放标准》的制定提供技术支持。因此，水泥行业的大气污染物排放标准可能会变得更加严格。对此，水泥行业应提前关注各种超净排放技术。一旦水泥行业标准变得更加严格，水泥行业的袋式除尘器只需要从超净排放滤袋、智能清灰系统、气流均匀分布系统、事故排放预警和自我处理技术四项关键技术入手，就可以完全达到10mg/Nm3的超净排放目标。